低空经济作为战略性新兴产业被纳入政府工作报告,正成为新的经济增长引擎之一。电动垂直起降飞行器(eVTOL)等是低空经济的重要载体,而作为eVTOL的核心组件,动力电池的性能成为发展低空经济的关键。为了满足eVTOL在尖端领域的应用,电池的能量密度需要达到500 Wh kg-1,而未来这一要求还会更高。锂金属负极(LMA)被认为是二次电池金属负极中的“圣杯”,而锂金属电池(LMBs)是实现500 Wh kg-1能量密度的关键途径之一。然而,在追求高能量密度LMBs的过程中,锂枝晶、低库伦效率(CE)等问题始终限制着LMBs的研发进展。有效的解决方案之一是通过电解液工程调节Li+溶剂化结构,使其在LMA表面形成由接触离子对(CIPs)和离子聚集体(AGGs)衍生的富无机组分的固体电解质界面膜(SEI),实现对锂枝晶和副反应的抑制。基于此,盐包溶剂型电解液、弱溶剂化型电解液和高熵电解液等新兴概念极大地促进了LMBs的蓬勃发展。在解析电解液与电化学性能之间的关联时,除电解液体相区域外,直接影响电极/电解液之间非均相反应的界面性质也需要加以重视。电极/电解液界面上存在着高强度的界面电场,该电场施加的作用力会导致CIPs和AGGs中Li+与阴离子的配位关系发生解离。这种界面处Li+溶剂化结构演化是决定SEI化学构成的关键。因此,全面理解电极/电解液界面化学,需要综合考虑Li+溶剂化团簇和界面电场等因素。
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